EP0589349A2 - Polyamide mouldings for the preparation of articles using blow-moulding, profile-extrusion or tubular extrusion - Google Patents
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- EP0589349A2 EP0589349A2 EP93114890A EP93114890A EP0589349A2 EP 0589349 A2 EP0589349 A2 EP 0589349A2 EP 93114890 A EP93114890 A EP 93114890A EP 93114890 A EP93114890 A EP 93114890A EP 0589349 A2 EP0589349 A2 EP 0589349A2
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- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/26—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
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- C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L51/06—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
Definitions
- Polyamides are a class of engineering materials that are used in many areas because they have an overall interesting range of properties.
- Toughened polyamides with ethylene copolymers include known from EP-A-279 578; Molding materials containing glass fibers are known from DE-A 27 03 416, which contain ethylene or propylene homopolymers which are grafted with unsaturated acids.
- melt stiffness which primarily depends on the melt viscosity.
- a high melt viscosity with low shear would be ideal - i.e. after extrusion - but a low melt viscosity under high shear rate - i.e. in the processing extruder.
- the rubber which is present in small amounts, increases the melt viscosity of the polyamide molding compositions, etc. both with reinforced and unreinforced masses.
- the rubber does not influence the preferred annealing process in the production of such compositions.
- polyamides based on terephthalic or isophthalic acid as the acid component and / or trimethylhexamethylene diamine, bis (4-aminocyclohexyl) methane or 2,2-di (4-aminocyclohexyl) propane as the diamine component and polyamide base resins which are obtained by copolymerizing two or several of the aforementioned polymers or their components are suitable.
- Examples include copolycondensates made from terephthalic acid, hexamethylene diamine and caprolactam (PA 6 / 6T), and from terephthalic acid, isophthalic acid, adipic acid and hexamethylene diamine (PA 6T / 6I / 66).
- Partly crystalline polyamides are preferably used, preferably PA 6, PA 66, PA 6 / 6T, PA 66 / 6T (copolycondensate of hexamethylenediamine, adipic acid, caprolactam and terephthalic acid) and PA 46.
- polyamides are prepared in a manner known per se (see, for example, Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 11, pp. 315 to 489, John Wiley & Sons, Inc. 1988.
- acrylic acid esters with 4 to 22 carbon atoms such as methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate and ethyl acrylate.
- Vinyl esters of acids with 1 to 20 C atoms such as vinyl acetate or vinyl propionate, vinyl ethers with 3 to 20 C atoms such as vinyl butyl ether, methacrylate and butyl acrylate being preferred.
- the olefin polymers described above can be prepared by processes known per se, which are described in the literature.
- Fibrous fillers which may be mentioned here are, for example, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, potassium titanate fibers and fibrous silicates such as wollastonite, preferably glass fibers.
- the molding compositions according to the invention can contain customary additives and processing aids D). Their proportion is generally up to 30% by weight, preferably up to 10% by weight, based on the total weight of the components.
- Oxidation retarders and heat stabilizers which can be added to the thermoplastic compositions according to the invention are e.g. Halides selected from the group of metals of group I of the periodic table, e.g. Lithium, sodium, potassium halides, and copper (I) halides, e.g. Chlorides, bromides or iodides, or mixtures thereof.
- Zinc fluoride and zinc chloride can also be used. It is also possible to use sterically hindered phenols, secondary, aromatic amines, hydroquinones, substituted representatives of this group and mixtures of these compounds, preferably in a concentration of up to 1% by weight, based on the weight of the mixture.
- Lubricants and mold release agents which can generally be added to up to 1% by weight of the thermoplastic composition are, for example, stearic acid, stearyl alcohol, alkyl stearates and amides, and esters of pentaerythritol with long-chain fatty acids.
- the preferred flame retardant is elemental phosphorus, in particular in combination with glass fiber-reinforced molding compositions, which can be used in untreated form.
- Triphenylphosphine oxide may be mentioned as an example. This can be used alone or mixed with hexabromobenzene or a chlorinated biphenyl and, optionally, antimony trioxide.
- Compounds which contain phosphorus-nitrogen bonds such as phosphonitrile chloride, phosphoric acid ester amides, phosphoric acid amides, phosphinic acid amides, tris (aziridinyl) phosphine oxide or tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride, are also suitable as flame retardants.
- the molding compositions which can be used according to the invention can be prepared by processes known per se.
- the preparation is preferably carried out by adding component B) and optionally C) to the melt of component A) and optionally D), component A having a viscosity number ⁇ 190, preferably ⁇ 200, and in particular ⁇ 225 ml / g.
- the residence times are generally from 0.5 to 50, preferably 4 to 20 hours. Annealing presents no problems, since the olefin polymer used does not hinder the molecular weight build-up of the polyamide. Then molded parts are produced from the molding compositions by means of conventional devices for blow molding, profile extrusion and pipe extrusion.
- the melt viscosity of the molding compositions is increased to such an extent that moldings, in particular those containing glass fibers, can be produced with large volumes, which have a uniform wall thickness over the entire molding.
- Fuel, lubricant or brake fluid containers in motor vehicles are mentioned as applications.
- Component A (before processing):
- Components A) and D) were metered in a twin-screw extruder (ZSK 53) at 280 ° C (40 kg / h throughput; 120 rpm) and processed into a homogeneous melt. Glass fibers C and then component B) were optionally metered into this polymer melt, homogenized, extruded and granulated.
- compositions contained 100 ppm Cu in the form of a CuI / KI complex.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von thermoplastischen Polyamidformmassen, enthaltend
- A) 40 - 99,7 Gew.-% eines Polyamids mit einer Viskositätszahl ≧ 250 ml/g
- B) 0,3 - 3 Gew.-% eines Olefinpolymerisates, aufgebaut aus
- b₁) 40 - 99,8 Gew.-% mindestens eines α-Olefins mit 2 - 8 C-Atomen,
- b₂) 0,2 - 20 Gew.-% einer ethylenisch ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäure oder einem funktionellen Derivat einer solchen Säure,
- C) 0 - 50 Gew.-% faser- oder teilchenförmige Füllstoffe oder deren Mischungen
- D) 0 - 30 Gew.-% übliche Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfsmittel
zur Herstellung von Formkörpern durch Blasformen, Profilextrusion und/oder Rohrextrusion.The invention relates to the use of thermoplastic polyamide molding compositions containing
- A) 40-99.7% by weight of a polyamide with a viscosity number ≧ 250 ml / g
- B) 0.3-3% by weight of an olefin polymer built up from
- b₁) 40-99.8% by weight of at least one α-olefin with 2-8 C atoms,
- b₂) 0.2-20% by weight of an ethylenically unsaturated mono- or dicarboxylic acid or a functional derivative of such an acid,
- C) 0 - 50 wt .-% fibrous or particulate fillers or mixtures thereof
- D) 0-30% by weight of conventional additives and processing aids
for the production of moldings by blow molding, profile extrusion and / or pipe extrusion.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der verwendbaren Polyamidformmassen und die daraus erhältlichen Formkörper.The invention further relates to a method for producing the polyamide molding compositions that can be used and the moldings obtainable therefrom.
Polyamide sind eine Klasse von technischen Werkstoffen, die in vielen Bereichen Anwendung finden, da sie ein insgesamt interessantes Eigenschaftsspektrum aufweisen.Polyamides are a class of engineering materials that are used in many areas because they have an overall interesting range of properties.
In einer Vielzahl von Anmeldungen werden Polyamidformmassen beschrieben, die für bestimmte Anwendungen gezielt modifiziert wurden. Nur beispielhaft sei die DE-A-26 22 973 genannt, in welcher eine Vielzahl von möglichen Schlagzähmodifiern für Polyamid beschrieben sind.A large number of applications describe polyamide molding compositions which have been specifically modified for specific applications. DE-A-26 22 973, in which a large number of possible impact modifiers for polyamide are described, is just one example.
Zähmodifizierte Polyamide mit Ethylencopolymeren sind u.a. aus der EP-A-279 578 bekannt; Glasfaserhaltige Formmassen sind aus der DE-A 27 03 416 bekannt, welche Ethylen- oder Propylenhomopolymere enthalten, die mit ungesättigten Säuren gepfropft sind.Toughened polyamides with ethylene copolymers include known from EP-A-279 578; Molding materials containing glass fibers are known from DE-A 27 03 416, which contain ethylene or propylene homopolymers which are grafted with unsaturated acids.
Die bekannten zähmodifizierten Polyamide lassen sich aber nur bedingt zu Blasformkörpern verarbeiten. Beim Blasformen wird allgemein ein Schlauch aus Polymerschmelze extrudiert, der zwischen den beiden Halbschalen des geöffneten Werkzeuges hängt. Anschließend wird das Werkzeug geschlossen und der Polymerschlauch durch Gas-Innendruck gegen das Werkzeug gepreßt, abgekühlt und entformt.However, the known tough modified polyamides can only be processed into blow molded articles to a limited extent. In blow molding, a tube of polymer melt is generally extruded, which hangs between the two half-shells of the opened tool. The tool is then closed and the polymer tube is pressed against the tool by internal gas pressure, cooled and removed from the mold.
Wesentliche Voraussetzung bei dieser Verarbeitung ist, daß der Polymerschlauch beim Extrudieren in den Zeiträumen, wo er frei zwischen den Werkzeugen hängt, nicht abreißt, so daß der Formungsvorgang zu Ende geführt werden kann. Wünschenswert ist darüberhinaus auch, daß der Schlauch nicht "durchhängt", da hierbei geringe Wandstärken in der oberen Hälfte und dickere Wandstärken in der unteren Hälfte entstehen. Hohlkörper mit unterschiedlichen Wandstärken sind zur Verwendung nicht geeignet, da die Belastbarkeit in der Regel von der Stelle mit der geringsten Wandstärke begrenzt wird. Die aus der JP-A 62/252 453 und WO-A 90/7549 bekannten Formmassen eignen sich daher nur sehr beschränkt für das Blasformverfahren, da die Schlauchfestigkeit zu gering ist.An essential prerequisite for this processing is that the polymer tube does not tear off during extrusion in the periods where it hangs freely between the tools, so that the molding process can be completed. It is also desirable that the hose does not "sag" because this creates small wall thicknesses in the upper half and thicker wall thicknesses in the lower half. Hollow bodies with different wall thicknesses are not suitable for use because the load capacity is usually limited by the point with the smallest wall thickness. The molding compositions known from JP-A 62/252 453 and WO-A 90/7549 are therefore only of very limited suitability for the blow molding process, since the tube strength is too low.
Besonders problematisch ist die Gefahr eines Schmelzebruchs bzw. Durchhängens bei glasfaserverstärkten Polymerschmelzen, da diese eine hohe Dichte (und dadurch eine hohe Zugkraft auf den oberen Teil des Polymerschlauches) aufweisen und gleichzeitig die maximale Dehnbarkeit der Polymerschmelze vor dem Bruch bei diesen verstärkten Massen geringer ist.The risk of melt breakage or sagging is particularly problematic in the case of glass fiber-reinforced polymer melts, since these have a high density (and therefore a high tensile force on the upper part of the polymer tube) and, at the same time, the maximum elasticity of the polymer melt before breaking is lower with these reinforced masses.
Beide Faktoren werden von der sog. Schmelzesteifigkeit, die in erster Linie von der Schmelzeviskosität abhängt, bestimmt. Ideal wäre eine hohe Schmelzviskosität bei geringer Scherung - d.h. nach der Extrusion - aber eine niedrige Schmelzviskosität unter hohem Schergefälle - d.h. im Verarbeitungsextruder.Both factors are determined by the so-called melt stiffness, which primarily depends on the melt viscosity. A high melt viscosity with low shear would be ideal - i.e. after extrusion - but a low melt viscosity under high shear rate - i.e. in the processing extruder.
Folglich werden zum Blasformen üblicherweise hochmolekulare Polyamide eingesetzt wie aus der DE-A-38 31 243 und JP-A 60/171 133 bekannt.Consequently, high molecular weight polyamides are usually used for blow molding, as is known from DE-A-38 31 243 and JP-A 60/171 133.
Das Konfektionieren hochmolekularer Polyamide mit Glasfasern ist aber nicht möglich, da beim Konfektionieren ein Molekulargewichtsabbau eintritt, so daß - auch bei Verwendung von hochmolekularen Ausgangspolymeren - in jedem Fall zum Blasformen ungeeignete, glasfaserhaltige Massen entstehen.The assembly of high-molecular polyamides with glass fibers is not possible, however, since the molecular weight is reduced during assembly, so that - even when using high-molecular ones Starting polymers - in any case unsuitable, glass fiber-containing materials are produced for blow molding.
Die US-A 5 026 763 beschreibt eine Granulatmischung aus PA6 und glasfaserhaltigem PA66 mit hohem Molekulargewicht für den Blasformprozeß. Die Fließfähigkeit derartiger Mischungen ist zwar verbessert worden, aber die geringen Gesamtglasfasergehalte führen zu eingeschränkten mechanischen Eigenschaften. Die Handhabung von Granulatmischungen führt meist zu inhomogenen Formkörpern (Entmischung). Ferner muß die Verarbeitungstemperatur über dem Schmelzpunkt der höherschmelzenden Komponente liegen, was zu niedriger Schmelzviskosität der niedriger schmelzenden Komponente führt und somit zu einer schlechten Verarbeitbarkeit der Mischung.US Pat. No. 5,026,763 describes a granulate mixture of PA6 and glass fiber-containing PA66 with a high molecular weight for the blow molding process. The flowability of such mixtures has been improved, but the low total glass fiber content leads to limited mechanical properties. The handling of granulate mixtures usually leads to inhomogeneous moldings (segregation). Furthermore, the processing temperature must be above the melting point of the higher-melting component, which leads to lower melt viscosity of the lower-melting component and thus to poor processability of the mixture.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Polyamidformmassen zur Verfügung zu stellen, die sich verstärkt und unverstärkt problemlos zu Blasformkörpern, Profilextrudaten, oder Rohrextrudaten verarbeiten lassen, so daß insbesondere Formkörper mit großem Volumen aus diesen Massen herstellbar sind.The present invention was therefore based on the object of providing polyamide molding compositions which can be processed in a reinforced and unreinforced manner to blow moldings, profile extrudates or tube extrudates, so that in particular moldings with a large volume can be produced from these compositions.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Verwendung von Polyamidformmassen gemäß Anspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by using polyamide molding compositions according to claim 1.
Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Preferred embodiments can be found in the subclaims.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß der in geringen Mengen vorliegende Kautschuk, die Schmelzviskosität der Polyamidformmassen erhöht, u.z. sowohl bei verstärkten wie auch bei unverstärkten Massen. Zusätzlich beeinflußt der Kautschuk bei der Herstellung derartiger Massen den bevorzugten Temperprozeß nicht.Surprisingly, it was found that the rubber, which is present in small amounts, increases the melt viscosity of the polyamide molding compositions, etc. both with reinforced and unreinforced masses. In addition, the rubber does not influence the preferred annealing process in the production of such compositions.
Die verwendbaren Polyamide sind an sich bekannt. Beispiele hier- für sind Polyhexamethylenadipinsäureamid, Polyhexamethylenpimelinsäureamid, Polyhexamethylenkorksäureamid, Polyhexamethylenazelainsäureamid, Polyhexamethylensebacinsäureamid, Polyhexamethylendodekandisäureamid, Polyoctamethylenkorksäureamid, Polydodekamethylendodekandisäureamid, Poly-11-aminoundekansäureamid und Bis-(4-aminocyclohexyl)-methandodekansäureamid oder die durch Ringöffnung von Lactamen, z.B. Polycaprolactam oder Polylaurinlactam, erhaltenen Produkte. Auch Polyamide auf der Basis von Terephthal- oder Isophthalsäure als Säurekomponente und/oder Trimethylhexamethylendiamin, Bis-(4-aminocyclohexyl)-methan oder 2,2-Di-(4-aminocyclohexyl)-propan als Diaminkomponente sowie Polyamidgrundharze, die durch Copolymerisation zweier oder mehrerer der vorgenannten Polymeren oder deren Komponenten hergestellt worden sind, sind geeignet. Als Beispiel hierfür seien Copolykondensate aus Terephthalsäure, Hexamethylendiamin und Caprolactam (PA 6/6T) genannt, sowie aus Terephthalsäure, Isophthalsäure, Adipinsäure und Hexamethylendiamin (PA 6T/6I/66).The polyamides that can be used are known per se. Examples for this are polyhexamethylene adipamide, Polyhexamethylenpimelinsäureamid, Polyhexamethylenkorksäureamid, polyhexamethyleneazelamide, polyhexamethylenesebacamide, polyhexamethylenedodecanediamide, Polyoctamethylenkorksäureamid, Polydodekamethylendodekandisäureamid, poly-11-aminoundecanamide and bis (4-aminocyclohexyl) -methanedodecane or by ring opening of lactams, for example polycaprolactam or polylaurolactam, products obtained . Also polyamides based on terephthalic or isophthalic acid as the acid component and / or trimethylhexamethylene diamine, bis (4-aminocyclohexyl) methane or 2,2-di (4-aminocyclohexyl) propane as the diamine component and polyamide base resins which are obtained by copolymerizing two or several of the aforementioned polymers or their components are suitable. Examples include copolycondensates made from terephthalic acid, hexamethylene diamine and caprolactam (PA 6 / 6T), and from terephthalic acid, isophthalic acid, adipic acid and hexamethylene diamine (PA 6T / 6I / 66).
Vorzugsweise setzt man teilkristalline Polyamide ein, bevorzugt PA 6, PA 66, PA 6/6T, PA 66/6T (Copolykondensat aus Hexamethylendiamin, Adipinsäure, Caprolactam und Terephthalsäure) sowie PA 46.Partly crystalline polyamides are preferably used, preferably PA 6, PA 66, PA 6 / 6T, PA 66 / 6T (copolycondensate of hexamethylenediamine, adipic acid, caprolactam and terephthalic acid) and PA 46.
Die Herstellung dieser Polyamide erfolgt in an sich bekannter Weise (s. z.B. Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 11, S. 315 bis 489, John Wiley & Sons, Inc. 1988.These polyamides are prepared in a manner known per se (see, for example, Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 11, pp. 315 to 489, John Wiley & Sons, Inc. 1988.
Das Verhältnis von endständigen Säuregruppen zu endständigen Aminogruppen kann durch Variation des Molverhältnisses der Ausgangsverbindungen gesteuert werden.The ratio of terminal acid groups to terminal amino groups can be controlled by varying the molar ratio of the starting compounds.
Die Viskositätszahl VZ der verwendbaren Polyamide beträgt ≧ 250 ml/g, bevorzugt 270-350 ml/g und insbesondere 290-320 ml/g. Diese werden üblicherweise nach ISO 307 oder DIN 53 727 an 0,5 gew.-%igen Lösungen in 96 gew.-%iger Schwefelsäure bei 25°C bestimmt.The viscosity number VZ of the polyamides that can be used is ≧ 250 ml / g, preferably 270-350 ml / g and in particular 290-320 ml / g. These are usually determined according to ISO 307 or DIN 53 727 on 0.5% by weight solutions in 96% by weight sulfuric acid at 25 ° C.
Der Anteil der Polyamide in den Formmassen beträgt 40 bis 99,7, vorzugsweise 60 bis 94 und insbesondere 65 bis 89 Gew.-%.The proportion of polyamides in the molding compositions is 40 to 99.7, preferably 60 to 94 and in particular 65 to 89% by weight.
Es können auch Mischungen verschiedener Polyamide eingesetzt werden.Mixtures of different polyamides can also be used.
Der Anteil der Olefinpolymerisate B) in den Formmassen beträgt 0,3 bis 3, vorzugsweise 0,5 bis 2 und insbesondere 0,7 bis 1,4 Gew.-%.The proportion of olefin polymers B) in the molding compositions is 0.3 to 3, preferably 0.5 to 2 and in particular 0.7 to 1.4% by weight.
Diese sind aufgebaut aus:
- b₁) 40 - 99,8, vorzugsweise 60 - 99 Gew.-% mindestens eines α-Olefins mit 2 - 8 C-Atomen,
- b₂) 0,2 bis 20, vorzugsweise 1 - 10 Gew.-% einer ethylenisch ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäure oder einem funktionellen Derivat einer solchen Säure.
- b₁) 40-99.8, preferably 60-99% by weight of at least one α-olefin having 2-8 C atoms,
- b₂) 0.2 to 20, preferably 1 - 10 wt .-% of an ethylenically unsaturated mono- or dicarboxylic acid or a functional derivative of such an acid.
Als geeignete α-Olefine b₁) seien geradkettige oder verzweigte Butene, Pentene, Hexene, Heptene, Octene genannt, wobei Ethylen und Propylen bevorzugt sind.Suitable α-olefins b₁) are straight-chain or branched butenes, pentenes, hexenes, heptenes, octenes, ethylene and propylene being preferred.
Geeignete Monomere b₂) sind Maleinsäure, Fumarsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure oder deren funktionelle (reaktive) Derivate wie Anhydride oder Säureazide, wobei Maleinsäureanhydrid und Acrylsäure bevorzugt sind.Suitable monomers b₂) are maleic acid, fumaric acid, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid or their functional (reactive) derivatives such as anhydrides or acid azides, maleic anhydride and acrylic acid being preferred.
Die Olefinpolymerisate können darüberhinaus bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 30 Gew.-% weiterer Monomere b₃) enthalten.The olefin polymers can moreover contain up to 50% by weight, preferably up to 30% by weight, of further monomers b₃).
Beispiele für derartige Monomere, die unter den Verarbeitungsbedingungen keine Reaktion mit dem Polyamid eingehen, sind Acrylsäureester mit 4 bis 22 C-Atomen wie Methylacrylat, Methylmethacrylat, Butylacrylat, Ethylhexylacrylat, Cyclohexylacrylat und Ethylacrylat.Examples of such monomers which do not react with the polyamide under the processing conditions are acrylic acid esters with 4 to 22 carbon atoms, such as methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate and ethyl acrylate.
Vinylester von Säuren mit 1 bis 20 C-Atomen wie Vinylacetat oder Vinylpropionat, Vinylether mit 3 bis 20 C-Atomen wie Vinylbutylether, wobei Methacrylat und Butylacrylat bevorzugt sind.Vinyl esters of acids with 1 to 20 C atoms such as vinyl acetate or vinyl propionate, vinyl ethers with 3 to 20 C atoms such as vinyl butyl ether, methacrylate and butyl acrylate being preferred.
Bevorzugt sind Olefinpolymerisate, welche keine Monomere b₃) enthalten.Preferred are olefin polymers which contain no monomers b₃).
Bevorzugte Olefinpolymeriste sind Ethylencopolymerisate mit Acrylsäure oder Polymerisate aus Polypropylen, welche mit Acrylsäure oder Maleinsäureanhydrid gepfropft sind.Preferred olefin polymers are ethylene copolymers with acrylic acid or polymers made from polypropylene which are grafted with acrylic acid or maleic anhydride.
Die Herstellung der vorstehend beschriebenen Olefinpolymerisate kann nach an sich bekannten Verfahren erfolgen, welche in der Literatur beschrieben sind.The olefin polymers described above can be prepared by processes known per se, which are described in the literature.
Der Schmelzindex der Olefinpolymerisate liegt im allgemeinen von 1 bis 100 g/10 min, vorzugsweise 5 bis 25 g/10 min (gemessen bei 190°C und 2,16 kg Belastung).The melt index of the olefin polymers is generally from 1 to 100 g / 10 min, preferably 5 to 25 g / 10 min (measured at 190 ° C. and 2.16 kg load).
Selbstverständlich können auch Mischungen der vorstehenden Olefinpolymerisate eingesetzt werden.Mixtures of the above olefin polymers can of course also be used.
Als Komponente C) können die erfindungsgemäß verwendbaren Formmassen 0 bis 50, vorzugsweise 5 bis 35 und insbesondere 10 bis 25 Gew.-% eines faser- oder teilchenförmigen Füllstoffes oder Mischungen solcher Füllstoffe enthalten.As component C), the molding compositions which can be used according to the invention can contain 0 to 50, preferably 5 to 35 and in particular 10 to 25% by weight of a fibrous or particulate filler or mixtures of such fillers.
Als faserförmige Füllstoffe seien hier nur beispielsweise Glasfasern, Kohlenstoffasern, Aramid-Fasern, Kaliumtitanat-Fasern und faserförmige Silikate wie Wollastonit genannt, bevorzugt Glasfasern.Fibrous fillers which may be mentioned here are, for example, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, potassium titanate fibers and fibrous silicates such as wollastonite, preferably glass fibers.
Bei der Verwendung von Glasfasern können diese zur besseren Verträglichkeit mit dem thermoplastischen Polyamid mit einer Schlichte und einem Haftvermittler, bevorzugt einem Aminosilan, ausgerüstet sein.If glass fibers are used, they can be equipped with a size and an adhesion promoter, preferably an aminosilane, for better compatibility with the thermoplastic polyamide.
Im allgemeinen haben die verwendeten Glasfasern einen Durchmesser im Bereich von 6 bis 20 µm. Die Einarbeitung kann sowohl in Form von Kurzglasfasern als auch in Form von Endlossträngen (Rovings) erfolgen. Im fertigen Spritzgußteil liegt die mittlere Länge der Glasfasern vorzugsweise im Bereich von 0,08 bis 5 mm.In general, the glass fibers used have a diameter in the range from 6 to 20 μm. The incorporation can take place both in the form of short glass fibers and in the form of endless strands (rovings). In the finished injection molded part, the average length of the glass fibers is preferably in the range from 0.08 to 5 mm.
Als teilchenförmige Füllstoffe seien hier nur stellvertretend Glaskugeln, teilchenförmiger Wollastonit, Quarzmehl, Bornitrid, Kaolin, Calciumcarbonat (Kreide), Magnesiumcarbonat und Titandioxid genannt, wovon Wollastonit, Titandioxid und Kaolin im allgemeinen bevorzugt werden.Glass spheres, particulate wollastonite, quartz flour, boron nitride, kaolin, calcium carbonate (chalk), magnesium carbonate and titanium dioxide may be mentioned here as representative fillers, of which wollastonite, titanium dioxide and kaolin are generally preferred.
Neben den wesentlichen Komponenten A) und B) sowie gegebenenfalls C) können die erfindungsgemäßen Formmassen übliche Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfsmittel D) enthalten. Deren Anteil beträgt in der Regel bis zu 30 Gew.-% vorzugsweise bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten.In addition to the essential components A) and B) and, if appropriate, C), the molding compositions according to the invention can contain customary additives and processing aids D). Their proportion is generally up to 30% by weight, preferably up to 10% by weight, based on the total weight of the components.
Übliche Zusatzstoffe sind beispielsweise Stabilisatoren und Oxidationsverzögerer, Mittel gegen Wärmezersetzung und Zersetzung durch ultraviolettes Licht, Gleit- und Entformungsmittel, Farbstoffe, Pigmente, Weichmacher und Flammschutzmittel.Typical additives are, for example, stabilizers and oxidation retardants, agents against heat decomposition and decomposition by ultraviolet light, lubricants and mold release agents, dyes, pigments, plasticizers and flame retardants.
Oxidationsverzögerer und Wärmestabilisatoren, die den thermoplastischen Massen gemäß der Erfindung zugesetzt werden können, sind z.B. Halogenide, ausgewählt aus der Gruppe von Metallen der Gruppe I des Periodensystems, z.B. Lithium-, Natrium-, Kalium-Halogenide, und Kupfer-(I)-Halogenide, z.B. Chloride, Bromide oder Iodide, oder Mischungen davon. Weiterhin kann man Zinkfluorid und Zinkchlorid verwenden. Ferner kann man sterisch gehinderte Phenole, sekundäre, aromatische Amine, Hydrochinone, substituierte Vertreter dieser Gruppe und Mischungen dieser Verbindungen, vorzugsweise in Konzentration bis zu 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Mischung, einsetzen.Oxidation retarders and heat stabilizers which can be added to the thermoplastic compositions according to the invention are e.g. Halides selected from the group of metals of group I of the periodic table, e.g. Lithium, sodium, potassium halides, and copper (I) halides, e.g. Chlorides, bromides or iodides, or mixtures thereof. Zinc fluoride and zinc chloride can also be used. It is also possible to use sterically hindered phenols, secondary, aromatic amines, hydroquinones, substituted representatives of this group and mixtures of these compounds, preferably in a concentration of up to 1% by weight, based on the weight of the mixture.
Beispiele für UV-Stabilisatoren sind substituierte Resorcine, sterisch gehinderte Phenole, Salicylate, Benzotriazole und Benzophenone, die man im allgemeinen in Mengen bis zu 2 Gew.-% einsetzen kann.Examples of UV stabilizers are substituted resorcinols, sterically hindered phenols, salicylates, benzotriazoles and benzophenones, which can generally be used in amounts of up to 2% by weight.
Gleit- und Entformungsmittel, die man in der Regel bis zu 1 Gew.-% der thermoplastischen Masse zusetzen kann, sind beispielsweise Stearinsäure, Stearylalkohol, Stearinsäurealkylester und -amide sowie Ester des Pentaerythrits mit langkettigen Fettsäuren.Lubricants and mold release agents which can generally be added to up to 1% by weight of the thermoplastic composition are, for example, stearic acid, stearyl alcohol, alkyl stearates and amides, and esters of pentaerythritol with long-chain fatty acids.
Als Flammschutzmittel kann man beispielsweise roten oder schwarzen Phosphor oder eine phosphorhaltige Verbindung in Mengen von 3 bis 10 Gew.-% einsetzen.For example, red or black phosphorus or a phosphorus-containing compound in amounts of 3 to 10% by weight can be used as the flame retardant.
Bevorzugtes Flammschutzmittel ist elementarer Phosphor, insbesondere in Kombination mit glasfaserverstärkten Formmassen, der in unbehandelter Form eingesetzt werden kann.The preferred flame retardant is elemental phosphorus, in particular in combination with glass fiber-reinforced molding compositions, which can be used in untreated form.
Besonders eignen sich jedoch Zubereitungen, in denen der Phoshor oberflächlich mit niedermolekularen flüssigen Substanzen wie Silikonöl, Paraffinöl oder Estern der Phthalsäure oder Adipinsäure oder mit polymeren oder oligomeren Verbindungen, z.B. mit Phenolharzen oder Aminoplasten sowie Polyurethanen beschichtet sind.However, preparations in which the phosphor is superficial with low molecular weight liquid substances such as silicone oil, paraffin oil or esters of phthalic acid or adipic acid or with polymeric or oligomeric compounds, e.g. are coated with phenolic resins or aminoplasts and polyurethanes.
Weitere bevorzugte Flammschutzmittel sind organische Phosphorverbindungen wie die Ester der Phosphorsäure, phosphorigen Säure und von Phosphon- und Phosphinsäure sowie tertiäre Phosphine und Phosphinoxide. Als Beispiel sei Triphenylphosphinoxid genannt. Dieses kann allein oder vermischt mit Hexabrombenzol oder einem chlorierten Biphenyl und, wahlweise, Antimontrioxid verwendet werden.Other preferred flame retardants are organic phosphorus compounds such as the esters of phosphoric acid, phosphorous acid and of phosphonic and phosphinic acid as well as tertiary phosphines and phosphine oxides. Triphenylphosphine oxide may be mentioned as an example. This can be used alone or mixed with hexabromobenzene or a chlorinated biphenyl and, optionally, antimony trioxide.
Als Flammschutzmittel sind auch solche Verbindungen geeignet, die Phosphor-Stickstoff-Bindungen enthalten, wie Phosphonnitrilchlorid, Phosphorsäureesteramide, Phosphorsäureamide, Phosphinsäureamide, Tris-(aziridinyl)-phosphinoxid oder Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumchlorid.Compounds which contain phosphorus-nitrogen bonds, such as phosphonitrile chloride, phosphoric acid ester amides, phosphoric acid amides, phosphinic acid amides, tris (aziridinyl) phosphine oxide or tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride, are also suitable as flame retardants.
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Formmassen kann nach an sich bekannten Verfahren erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Herstellung durch Zugabe der Komponente B) sowie gegebenenfalls C) zur Schmelze der Komponente A) sowie gegebenenfalls D), wobei die Komponente A eine Viskositätszahl ≦ 190, vorzugsweise ≦ 200, und insbesondere ≦ 225 ml/g aufweist.The molding compositions which can be used according to the invention can be prepared by processes known per se. The preparation is preferably carried out by adding component B) and optionally C) to the melt of component A) and optionally D), component A having a viscosity number ≦ 190, preferably ≦ 200, and in particular ≦ 225 ml / g.
Zweckmäßigerweise verwendet man hierzu Extruder, z.B. Einschnekken- oder Zweischneckenextruder oder andere herkömmliche Plastifizierungsvorrichtungen wie Brabender-Mühlen oder Banbury-Mühlen.For this purpose, extruders are expediently used, for example single-screw or twin-screw extruders or other conventional plasticizing devices such as Brabender mills or Banbury mills.
Die Kunststoffmischungen unterwirf man danach in der Regel einer weiteren thermischen Behandlung. In Temperaggregaten wie z.B. einem Taumler-Mischer oder kontinuierlich oder diskontinuierlich betriebenen Temperrohren tempert man die in der jeweiligen Bearbeitungsform vorliegende Formmasse, bis die Viskositätszahl des Polyamids die gewünschte VZ von ≧ 250 ml/g und darüber erreicht. Der Temperaturbereich der Temperung hängt vom Schmelzpunkt der reinen Komponente A) ab. Bevorzugte Temperaturbereiche sind 5 bis 50, vorzugsweise 20 bis 30°C unterhalb des jeweiligen Schmelzpunkts von A). Das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre, wobei Stickstoff als Inertgas bevorzugt ist.The plastic mixtures are then generally subjected to a further thermal treatment. In tempering units such as In a tumbler mixer or continuously or discontinuously operated tempering tubes, the molding compound present in the respective processing mold is tempered until the viscosity number of the polyamide reaches the desired VZ of ≧ 250 ml / g and above. The temperature range of the tempering depends on the melting point of the pure component A). Preferred temperature ranges are 5 to 50, preferably 20 to 30 ° C below the respective melting point of A). The process according to the invention is preferably carried out in an inert gas atmosphere, nitrogen being preferred as the inert gas.
Die Verweilzeiten betragen im allgemeinen von 0,5 bis 50, vorzugsweise 4 bis 20 Stunden. Die Temperung bietet keine Probleme, da das eingesetzte Olefinpolymerisat den Molekulargewichtsaufbau des Polyamids nicht behindert. Anschließend werden aus den Formmassen mittels üblicher Vorrichtungen für das Blasformen, Profilextrusion und Rohrextrusion Formteile hergestellt.The residence times are generally from 0.5 to 50, preferably 4 to 20 hours. Annealing presents no problems, since the olefin polymer used does not hinder the molecular weight build-up of the polyamide. Then molded parts are produced from the molding compositions by means of conventional devices for blow molding, profile extrusion and pipe extrusion.
Die Schmelzviskosität der Formmassen ist soweit erhöht, daß sich Formkörper insbesondere glasfaserhaltige mit großen Volumina herstellen lassen, welche eine gleichmäßige Wandstärke über das gesamte Formteil aufweisen. Als Anwendungen seien Kraftstoff-, Schmiermittel- oder Bremsflüssigkeitsbehälter im KFZ genannt.The melt viscosity of the molding compositions is increased to such an extent that moldings, in particular those containing glass fibers, can be produced with large volumes, which have a uniform wall thickness over the entire molding. Fuel, lubricant or brake fluid containers in motor vehicles are mentioned as applications.
- A/1: Poly-ε-Caprolactam (PA 6) mit einer Viskositätszahl VZ von 180 ml/g (gemessen gemäß DIN 53 727, Ultramid® B35 der BASF AG).A / 1: Poly-ε-caprolactam (PA 6) with a viscosity number VZ of 180 ml / g (measured according to DIN 53 727, Ultramid® B35 from BASF AG).
- A/2: PA 6 mit einer VZ von 215 ml/g (Ultramid® B4 der BASF AG).A / 2: PA 6 with a VZ of 215 ml / g (Ultramid® B4 from BASF AG).
- A/3: PA 6 mit einer VZ von 285 ml/g (Ultramid® B5 der BASF AG).A / 3: PA 6 with a VZ of 285 ml / g (Ultramid® B5 from BASF AG).
- B/1: ein mit 6 Gew.-% Acrylsäure gepfropftes Polypropylen, MFI (190°C/2,16 kg) von 22 g/10 min. (Polybond® 1009 der BP Chemicals Ltd.).B / 1: a polypropylene grafted with 6% by weight acrylic acid, MFI (190 ° C./2.16 kg) of 22 g / 10 min. (Polybond® 1009 from BP Chemicals Ltd.).
- B/2: Ethylencopolymerisat mit 7 Gew.-% Acrylsäure; MFI (190°C/2,16 kg) von 10,5 g/10 min. (Lucalen® A3710 MX der BASF AG).B / 2: ethylene copolymer with 7% by weight acrylic acid; MFI (190 ° C / 2.16 kg) of 10.5 g / 10 min. (Lucalen® A3710 MX from BASF AG).
Schnittglasfasern mit einer Faserlänge von 6 mm und 10 µm Filamentdurchmesser, welche mit einer Aminosilanschlichte beschichtet waren. (Silenka® 8044 der Silenka).Chopped glass fibers with a fiber length of 6 mm and 10 µm filament diameter, which were coated with an aminosilane size. (Silenka® 8044 from Silenka).
Wärmestabilisator auf CuI/KI Komplexbasis.Heat stabilizer based on CuI / KI complex.
Die Komponenten A) und D) wurden in einem Zweischneckenextruder (ZSK 53) bei 280°C (40 kg/h Durchsatz; 120 U/min) dosiert und zu einer homogenen Schmelze verarbeitet. In diese Polymerschmelze wurden gegebenenfalls Glasfasern C und anschließend Komponente B) zudosiert, homogenisiert, extrudiert und granuliert.Components A) and D) were metered in a twin-screw extruder (ZSK 53) at 280 ° C (40 kg / h throughput; 120 rpm) and processed into a homogeneous melt. Glass fibers C and then component B) were optionally metered into this polymer melt, homogenized, extruded and granulated.
Die erhaltenen Granulate wurden in einem doppelwandigen Glasrohr (mit 120 1/h N₂ durchströmt) von 10 cm Innendurchmesser und 140 cm Innenlänge bei 180°C auf die in den Tabellen angegebene Endviskositatszahl getempert, wobei die Temperzeit zwischen 12 und 18 h lag.The granules obtained were annealed in a double-walled glass tube (flowed through with 120 1 / h N₂) of 10 cm inside diameter and 140 cm inside length at 180 ° C to the final viscosity number given in the tables, the annealing time being between 12 and 18 h.
Auf einer Extrusionsblasformmaschine (Fa. Voith) wurden bei 275°C mittels diskontinuierlicher Fahrweise rechteckige Hohlkörper von 18,5 x 18,5 cm Querschnitt und 61 cm Länge (Volumen ca. 21 l, Gewicht zwischen 1 und 2 kg) hergestellt.Rectangular hollow bodies of 18.5 x 18.5 cm cross section and 61 cm in length (volume approx. 21 l, weight between 1 and 2 kg) were produced on an extrusion blow molding machine (Voith) at 275 ° C. using a discontinuous procedure.
Die Ermittlung der Wandstärke erfolgt durch Messungen jeweils 10 cm unterhalb bzw. oberhalb des Bodens bzw. Deckels des Hohlkörpers. Der MVI des Polyamids wurde gemäß DIN 53 735 bei 10 kg Belastung und den in den Tabellen angegebenen Temperaturen bestimmt.The wall thickness is determined by measurements 10 cm below or above the bottom or lid of the hollow body. The MVI of the polyamide was determined in accordance with DIN 53 735 at a load of 10 kg and the temperatures given in the tables.
Alle Zusammensetzungen enthielten 100 ppm Cu in Form eines CuI/KI Komplexes.All compositions contained 100 ppm Cu in the form of a CuI / KI complex.
Die Ergebnisse der Messungen und die Zusammensetzung der Formmassen sind den Tabellen zu entnehmen.
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